알루미늄 합금 항공 다이 단조 부품

알루미늄 합금 항공 다이 단조 부품은 항공 우주 산업의 중요한 구조적 구성 요소이며, 탁월한 강도 대 중량 비율, 높은 신뢰성, 우수한 피로 성능 및 충격 저항으로 유명합니다. 이러한 구성 요소는 정확하게 제어 된 다이 단조 공정을 통해 제조되며, 고성능 항공 우주 알루미늄 합금 (예 : 2xxx 및 7xxx 시리즈)의 장점을 최대화합니다. 단조 공정은 재료의 내부 입자를 개선하고, 그 구조를 조정하고, 부품의 지오메트리와 밀접하게 부여하는 연속 입자 흐름 라인을 생성함으로써 복잡한 하중 하의 부품의 부하 용량 및 안전성을 크게 향상시킵니다.

일반 항공 우주 알루미늄 합금 등급 및 특성:2xxx 시리즈 (Al-CU-MG 시스템):

전형적인 성적: 2014, 2024, 2618.

형질: 고강도, 우수한 피로 성능, 우수한 골절 강인성. 2024는 가장 널리 사용되는 성적 중 하나입니다. 2618 합금은 높은 온도에서 좋은 강도를 유지합니다.

1 차 합금 요소: 구리 (Cu), 마그네슘 (Mg), 망간 (Mn).

7xxx 시리즈 (al-zn-mg-cu 시스템):

전형적인 성적: 7050, 7075, 7475.

형질: 초고 강도, 매우 높은 항복 강도, 항공 우주 응용 분야에서 가장 강력한 알루미늄 합금. 7050 및 7475는 높은 강도를 유지하면서 7075보다 응력 부식 균열 (SCC)에 대한 더 나은 골절 강인성과 저항성을 제공합니다.

1 차 합금 요소: 아연 (Zn), 마그네슘 (Mg), 구리 (Cu), 크롬 (CR) 또는 지르코늄 (ZR).

8xxx 시리즈 (Al-Li 시스템):

전형적인 성적: 2099, 2195, 2050.

형질: 밀도가 낮고 모듈러스가 높은 차세대 항공 우주 합금으로 인해 강도 대 중량 및 강성 비율이 크게 향상되면서 우수한 피로 성능 및 손상 허용 오차를 유지합니다.

1 차 합금 요소: 리튬 (Li), 구리 (Cu), 마그네슘 (Mg), 아연 (Zn).

기본 자료:

알루미늄 (AL) : 균형

통제 된 불순물:

철 (Fe) 및 실리콘 (SI)과 같은 불순물 요소의 엄격한 제어는 높은 야금 청결을 보장하여 유해한 금속 간 화합물의 형성을 방지하여 기계적 특성을 최적화하고 손상 공차를 최적화합니다.

제조 공정 (항공 우주 다이 용서): Aerospace Die Forgings의 생산 공정은 매우 엄격하고 복잡하며 제품의 최고 품질과 신뢰성을 보장하기 위해 모든 단계에서 정확한 제어가 필요하며 항공 산업의 엄격한 표준을 충족시킵니다.

원료 선택 및 인증:

항공 우주 등급 단조 빌릿이 선택됩니다. 모든 원료는 열 수, 화학 조성, 내부 입자 크기, 초음파 검사 보고서 등을 포함한 완전한 추적 성 문서를 제공해야합니다.

엄격한 화학적 구성 분석은 AMS, MIL, BAC, ASTM과 같은 항공 우주 표준을 준수합니다.

절단 및 전처리:

빌렛은 복잡한 기하학적 형상 및 부품의 최종 치수 요구 사항에 따라 정확하게 계산되고 절단됩니다. 예열 치료는 빌릿 가소성을 최적화하기 위해 관련 될 수 있습니다.

난방:

빌렛은 매우 높은 온도 균일 성을 가진 고급 단조 용광로에서 정확하게 가열됩니다. 용광로 온도 균일 성은 로컬 과열 또는 과열을 방지하기 위해 AMS 2750E 클래스 1 또는 2 표준을 준수해야합니다. 가열 공정은 종종 불활성 대기에서 또는 산화를 줄이기 위해 특수한 코팅 보호 기능으로 수행됩니다.

죽으십시오:

다중 패스 다이 단조는 큰 유압 프레스를 사용하거나 망치를 사용하여 수행됩니다. 고급 CAE 시뮬레이션 기술 (예 : 변형)은 다이 설계에 사용되어 금속 흐름을 정확하게 예측하여 입자 흐름 라인이 부품의 주요 응력 방향과 일치하고, 접히거나 불완전한 충전물 또는 횡 거림 흐름을 피하십시오.

사전 포깅, 마무리 위조 및 정밀 단조: 일반적으로 복잡한 사전 포깅 단계 (거친 공백 준비), 마무리 단조 (미세 성형) 및 정밀 단조 (고 진수, 근처 네트 쉐이핑)가 포함됩니다. 각 단계는 내부 구조를 최적화하기 위해 변형량, 변형 속도 및 온도를 엄격하게 제어합니다.

트리밍 및 펀칭:

단조 후, 단조 주변 주위의 과도한 플래시가 제거됩니다. 내부 공동 또는 구멍이있는 부품의 경우 펀칭 작업이 필요할 수 있습니다.

열처리:

솔루션 열처리: 합금 요소의 완전한 용해를 보장하기 위해 정확하게 제어 된 온도 및 시간에서 수행됩니다. 온도 균일 성 (± 3도) 및 켄칭 전달 시간 (일반적으로 15 초 미만)이 중요합니다.

담금질: 일반적으로 물 담금질 또는 중합체 담금질에 의해 용액화 온도로부터의 빠른 냉각. 대형 크기 또는 복잡한 형태의 부품의 경우, 계단 담금질 또는 지연된 담금질을 사용하여 잔류 응력 또는 왜곡을 줄일 수 있습니다.

노화 치료: 단일 단계 또는 다단계 인공 노화는 합금 등급 및 최종 성능 요구 사항에 따라 수행됩니다.

T6 성미: 최대 강도를 제공합니다.

T73/T7351/T7451/T7651 TEMPERS: 7xxx 시리즈의 경우, 과복은 응력 부식 균열 (SCC) 및 각질 제거 부식에 대한 저항을 향상시키는 데 사용되며, 이는 항공 우주 응용에 필수 요구 사항입니다.

스트레스 해소:

열처리 후, 마초는 전형적으로 인장 또는 압축 응력 완화 (예 : TXX51 시리즈)에 적용되어 급연 잔류 응력을 크게 줄이고 후속 가공 왜곡을 최소화하며 차원 안정성을 향상시킵니다.

마무리 및 검사:

디버링, 샷 피닝 (표면 피로 성능 향상), 표면 품질 검사, 치수 검사.

제품이 항공 우주 표준을 준수 할 수 있도록 포괄적 인 비파괴 테스트 및 기계적 특성 테스트가 수행됩니다.

알루미늄 합금 항공 다이 단조 부품의 기계적 특성은 항공 우주 산업에서 광범위한 사용의 핵심입니다. 이들 특성은 이방성의 효과적인 제어를 보장하기 위해 종 방향 (L), 횡 방향 (LT) 및 짧은 트랜스 버스 (ST) 방향으로 엄격한 지정된 값을 갖는다.

속성 균일 성 및 이방성:

항공 우주 다이 페러스는 재산 균일 성과 이방성에 대한 엄격한 요구 사항이 있습니다. 고급 단조 공정 및 다이 설계를 통해 곡물 흐름은 정확하게 제어되어 중요한 하중 방향에서 최적의 특성을 달성 할 수 있습니다.

항공 우주 표준은 일반적으로 L, LT 및 ST 방향의 기계적 특성에 대한 명확한 최소 보장 값을 설정하여 부품이 모든 방향에서 충분한 강도와 인성을 갖도록합니다.

알루미늄 합금 항공 우주의 미세 구조는 고강도, 강인함, 피로 성능 및 손상 공차의 기본 보장입니다.

주요 미세 구조적 특징:

세련되고 균일하며 조밀 한 곡물 구조:

단조 공정은 거친 곡물 곡물을 완전히 분해하여 미세하고 균일하며 조밀 한 재결정 곡물을 형성하며 다공성 및 수축과 같은 주조 결함을 제거합니다. 평균 입자 크기는 일반적으로 전체 기계적 특성을 최적화하기 위해 특정 범위 내에서 엄격하게 제어됩니다.

CR, MN 및 ZR과 같은 합금 요소에 의해 형성된 분산 (일부 등급)은 효과적으로 입자 경계를 고정하여 과도한 입자 성장 및 재결정 화을 억제합니다.

연속 곡물 흐름은 부분 모양과 매우 일치합니다:

이것은 항공 우주 다이 용서의 핵심 이점입니다. 금속이 다이 캐비티 내에서 플라스틱으로 흐르기 때문에, 그 곡물은 길쭉 해져 부품의 복잡한 외부 및 내부 구조와 밀접하게 부여하는 연속 섬유 유량 라인을 형성합니다.

실제 작동 조건 하에서 부품의 1 차 응력 방향과의 이러한 입자 흐름 정렬은 부하를 효과적으로 전달하여 부품의 피로 성능, 충격 강인성, 골절 강인성 및 스트레스 부식 균열 저항 (예 : 구석, 코너, 연결 구멍, 크로스 섹션의 다양한 구멍)을 크게 향상시킵니다.

강화 단계의 정확한 제어 (침전물):

솔루션 열처리 및 다단계 노화 후, 최적의 크기, 형태 및 분포를 갖는 알루미늄 매트릭스에서 단계적으로 균일하게 침전된다.

7xxx 시리즈의 경우 노화 처리 (예 : T73, T74, T76 Tempers)는 응력 부식 균열 (SCC) 및 각질의 유형의 유형 및 입자 경계 침전물 (조정, 불연속)의 형태를 제어함으로써 응력 부식 균열 (SCC) 및 각질 제거 부식 저항성을 효과적으로 개선하는 것을 목표로합니다.

높은 야금 청결:

철 (Fe) 및 실리콘 (SI)과 같은 불순물 요소의 엄격한 제어는 거친 금속 금속 화합물의 형성을 피하여 재료의 강인성, 피로 수명 및 손상 내성을 보장합니다. 항공 우주 조건은 일반적으로 매우 낮은 수준의 비금속 포함이 필요합니다.

알루미늄 합금 항공 우주 다이 용서는 일반적으로 후속 가공을 최소화하기 위해 높은 정밀도와 엄격한 치수 공차가 필요합니다. 비용 절감 및 리드 타임.

사용자 정의 기능:

Aerospace Die Forgings는 일반적으로 3D 모델 (CAD 파일) 및 항공기 제조업체가 제공하는 세부 엔지니어링 도면을 기반으로 고도로 사용자 정의, 설계 및 제작됩니다.

제조업체는 다이 설계, 단조, 열처리, 최종 정밀 가공 및 표면 처리에 대한 스트레스 완화로 전체 기능을 보유하고 있습니다.

항공 우주 알루미늄 합금의 특성은 전적으로 정확한 열처리에 의존합니다. 항공 우주 표준은 열처리 과정에 대한 매우 엄격한 규정을 가지고 있습니다.

성미 선택 지침:

2xxx 시리즈: 종종 T351 (예 : 2024) 또는 T851 (예 : 2050, 2099)에서 선택된 피로 성능과 손상 허용 오차를 달성하기위한 성사.

7xxx 시리즈: 응력 부식 크래킹 (SCC) 및 각질 제거 부식에 대한 요구 사항에 따라 T7351, T7451 또는 T7651 성사가 선택되어 장기 신뢰성을 보장하기 위해 약간의 강도를 희생합니다. T6 성지의 7075는 1 차 항공 우주 하중 구조에 직접 사용되지 않습니다.

항공 우주 알루미늄 합금 다이러기는 일반적으로 복잡한 형상과 최종 부분의 높은 차원 정확도를 달성하기 위해 광범위한 정밀 가공이 필요합니다.

제작 지침:

가공 가능성: 항공 우주 알루미늄 합금 용서는 일반적으로 가공 가능성이 우수하지만 고강도 등급 (예 : 7xxx, 8xxx 시리즈)에는 고도도가 높은 절단력이 필요하며 고조 공작 공구와 특수한 절단 도구가 필요합니다. 다축 가공이 일반적입니다.

잔류 응력 관리: 특히 담금질 후에는 내부 잔류 스트레스가 있습니다. 항공 우주 부품은 종종 TXX51 (인장 응력) 성미를 사용합니다. 가공 중에 대칭 절단 및 층 절단과 같은 전략을 사용하고 열처리 후 거친 가공을 고려한 다음 응력 완화, 정밀 가공을 고려해야합니다.

용접 성: 전통적인 퓨전 용접은 1 차 항공 우주 하중 베어링 알루미늄 합금 성분에 거의 사용되지 않습니다. 이들은 주로 기계적 결합 (예 : 하이 로크 패스너, 리벳 팅) 또는 고형 상태 용접 기술 (예 : 마찰 용접, 마찰 교반 용접 FSW)에 의존하며, 용접은 일반적으로 특성을 복원하기 위해 국소 열 처리가 필요합니다.

품질 관리: 가공 중 치수, 기하학적 공차, 표면 거칠기 및 결함에 대한 엄격한 중반 및 오프라인 검사.

항공 우주 알루미늄 합금의 부식 저항은 특히 응력 부식 균열 (SCC) 및 각기 다른 환경에서의 각질 제거 부식에 대한 저항을 고려하는 중요한 성능 지표 중 하나입니다.

부식 방지 전략:

합금 및 성미 선택: 항공 우주에서 고강도 알루미늄 합금의 경우, 과잉 성미 (예 : 7xxx 시리즈의 경우 T7351/T7451/T7651, 8xxx 시리즈의 경우 T851)가 높고 각질 제거 부식 저항성은 일반적으로 피크 강도의 비용으로도 필수적입니다.

표면 처리:

양극화: 가장 흔하고 효과적인 보호 방법은 단조 표면에 밀집된 산화물 필름을 형성하여 부식 및 내마모성을 향상시킵니다. 크롬산 양극화 (CAA) 또는 황산 양극화 (SAA)가 일반적으로 사용 된 후 밀봉된다.

화학 전환 코팅: 페인트 또는 접착제를위한 좋은 프라이머 역할을하여 추가 부식 보호를 제공합니다.

고성능 코팅 시스템: 에폭시, 폴리 우레탄 또는 기타 고성능 방지 코팅은 특정 또는 가혹한 환경에 적용됩니다.

갈바니 부식 관리: 양립 할 수없는 금속과 접촉 할 때는 갈바니 부식을 방지하기 위해 엄격한 분리 측정 (예 : 비전도 개스킷, 절연 코팅, 실란트)을 복용해야합니다.

알루미늄 합금 항공 우주 주사기의 물리적 특성은 항공기 설계의 중요한 입력 데이터로 항공기의 구조적 무게, 성능 및 안전에 영향을 미칩니다.

설계 고려 사항:

궁극적 인 강도 대량 및 강성 대량 비율: 항공 우주 알루미늄 용서는 이와 관련하여 Li-Alloys (8xxx 시리즈)가 우수한 항공기 경량 및 높은 구조적 효율성을 달성하는 데 핵심입니다.

손상 공차 설계: 강도를 넘어서 항공 우주 부품은 손상 허용 오차 및 피로 성능을 우선시하여 기존 결함으로 재료를 안전하게 수행해야합니다. 이를 위해서는 미세 곡물과 연속 곡물 흐름이 중요합니다.

작동 온도 범위: 항공 우주 알루미늄 합금은 온도 저항력이 높지 않으며 일반적으로 120-150 정도 이하의 작동 온도로 제한됩니다. 더 높은 온도 적용의 경우 티타늄 합금 또는 복합 재료를 고려해야합니다.

제조 복잡성: Aerospace Forgings는 복잡한 모양을 가지고 있으며, 다이 설계 및 제조 공정에 대한 매우 높은 요구 사항을 요구하며, 종종 여러 단조 패스 및 정밀 가공이 포함됩니다.

알루미늄 합금 항공 우주 주사의 품질 보증 및 테스트는 항공 산업 안전의 핵심 요소이며 가장 엄격한 산업 표준 및 고객 사양을 준수해야합니다.

표준 테스트 절차:

완전 수명주기 추적 성: 원자재 조달에서 최종 배송까지의 모든 단계는 열 번호, 생산 날짜, 프로세스 매개 변수, 테스트 결과 등을 포함한 자세한 기록 및 추적 가능한 문서가 있어야합니다.

원료 인증:

AMS, MIL, BAC 및 기타 항공 우주 재료 사양을 준수하기위한 화학 조성 분석 (광 방출 분광계, ICP).

내부 결함 검사 : 100% 초음파 테스트 (UT)는 빌릿이 주조 결함과 포함이 없는지 확인합니다.

공정 모니터링 단조:

퍼니스 온도의 실시간 모니터링 및 기록, 단조 온도, 압력, 변형량, 변형 속도, 다이 온도 및 기타 매개 변수.

프리 포깅 및 마무리 단조 요구 사항을 준수하기 위해 프로세스/오프라인 랜덤 검사.

열처리 공정 모니터링:

용광로 온도 균일 성 (AMS 2750E 클래스 1을 준수 함)의 정확한 제어 및 기록, 미디어 온도 및 교반 강도, 켄칭 전달 시간 및 기타 매개 변수.

온도/시간 곡선의 지속적인 기록 및 분석.

화학 성분 분석:

최종 용서의 배치 화학적 구성의 재검토.

기계적 특성 테스트:

인장 테스트: 표준에 따라 UTS, YS, EL에 대해 엄격하게 테스트 한 L, LT 및 ST 방향으로 촬영 한 샘플을 확보하여 최소 보장 된 값을 충족시킵니다.

경도 테스트: 균일 성을 평가하고 인장 특성과 관련이있는 다중 점 측정.

충격 테스트: 필요한 경우 Charpy V-NOTCH 영향 테스트.

골절 인성 테스트: 항공 우주 손상 공차 설계의 주요 매개 변수 인 중요한 구성 요소에 대한 K1C 또는 JIC 테스트.

응력 부식 균열 (SCC) 테스트:

모든 7xxx 및 8xxx 시리즈 항공 우주 공도 (T6 제외)는 SCC 감도 테스트 (예 : C- 링 테스트, ASTM G38/G39)에 적용되어 SCC가 지정된 응력 수준에서 발생하지 않도록해야합니다.

비파괴 테스트 (NDT):

초음파 테스트 (UT): 다공성, 포함, 박리, 균열 등을 보장하기 위해 모든 임계 하중 기반 (AMS 2154 표준, 클래스 AA 또는 클래스 A 레벨에 따른)에 대한 100% 내부 결함 검사

침투성 테스트 (PT): 표면 중단 결함을 감지하기위한 100% 표면 검사 (AMS 2644 표준에 따른).

에디 현재 테스트 (ET): 물질 균일 성뿐만 아니라 표면 및 표면 근처 결함을 감지합니다.

방사선 테스트 (RT): 특정 특정 영역에 대한 X- 레이 또는 감마선 검사.

미세 구조 분석:

입자 크기, 입자 흐름 연속성, 재결정 화 정도, 침전 형태 및 분포, 특히 입자 경계 침전물의 특성을 평가하기위한 금속 학적 검사.

치수 및 표면 품질 검사:

좌표 측정 기계 (CMM) 또는 레이저 스캐닝을 사용한 정확한 3D 차원 측정, 복잡한 모양의 치수 정확도 및 기하학적 공차를 보장합니다.

표면 거칠기, 시각적 결함 검사.

표준 및 인증:

제조업체는 AS9100 (항공 우주 품질 관리 시스템) 인증을 받아야합니다.

제품은 AMS (항공 우주 재료 사양), MIL (군사 사양), BAC (Boeing Aircraft Company), Airbus, SAE Aerospace 표준, ASTM 등과 같은 엄격한 항공 우주 표준을 준수해야합니다.

EN 10204 유형 3.1 또는 3.2 재료 테스트 보고서가 제공 될 수 있으며 고객 요청에 따라 타사 독립 인증을 정리할 수 있습니다.

알루미늄 합금 항공 우주 다이 용어는 강도, 체중, 신뢰성 및 안전에 대한 궁극적 인 요구 사항이있는 부분에 널리 사용되는 비교할 수없는 성능 조합으로 인해 항공기 구조에 없어서는 안될 구성 요소입니다.

기본 응용 프로그램 영역:

항공기 동체 구조: Bulkheads, Stringer 연결, 피부 결합기, 캐빈 도어 프레임, 창 프레임 및 기타 1 차 하중 베어링 구조.

날개 구조: 리브, 스파 피팅, 플랩 트랙, 에일론 구성 요소, Pylon 부착물.

랜딩 기어 시스템: 메인 랜딩 기어 스트럿, 링키지, 휠 허브, 브레이크 구성 요소 및 기타 임계 하중 부품.

엔진 구성 요소: 엔진 마운트, 행거, 팬 블레이드 뿌리 (특정 모델), 압축기 디스크 (초기 설계).

헬리콥터 구성 요소: 로터 헤드 구성 요소, 변속기 하우징, 커넥팅로드.

무기 시스템: 미사일 바디 구조, 런처 구성 요소, 정밀 기기 브래킷.

위성 및 우주선: 구조 프레임, 커넥터.

디자인 장점:

궁극적 인 강도 대량 및 강성 대량 비율: 항공기 중량 감소, 탑재량 증가 및 연료 효율에 직접 기여합니다.

높은 신뢰성과 안전: 단조 공정은 주조 결함을 제거하여 우수한 피로 수명, 골절 강인성 및 스트레스 부식 균열 저항을 제공하여 항공 우주 산업의 엄격한 손상 허용 범 및 통기성 요구 사항을 충족시킵니다.

복잡한 모양의 통합: Die Forging은 네트 모양의 복잡한 형상을 생성하여 여러 기능을 통합하여 부품 수 및 조립 비용을 줄일 수 있습니다.

우수한 피로 성능: 항공기에서 반복 하중을받은 구성 요소에 중요합니다.

설계 제한:

높은 비용: 원자재 비용, 다이 개발 비용 및 정밀 가공 비용은 모두 비교적 높습니다.

제조 리드 타임: 복잡한 항공 우주 용서를위한 다이 디자인, 제조 및 다중 패스 단조 및 열처리주기는 길어질 수 있습니다.

크기 제한: 단조 치수는 단조 장비의 톤수로 제한됩니다.

가난한 용접성: 전통적인 퓨전 용접 방법은 일반적으로 1 차 항공 우주 하중 구조에 사용되지 않습니다.

고온 성능: 알루미늄 합금은 일반적으로 고온을 견딜 수 없으며, 작동 온도는 120-150 정도 이하로 제한됩니다.

경제 및 지속 가능성 고려 사항:

총 수명주기 값: 초기 비용은 높지만 항공 우주 다이 페러스는 항공기 성능, 안전, 서비스 수명 확장 및 유지 보수 비용을 개선함으로써 전체 수명주기에 대한 상당한 경제적 이점을 제공합니다.

재료 활용 효율성: 고급 Net 쉐이핑 단조 기술과 정밀 가공은 재료 폐기물을 최소화합니다.

환경 친화 성: 알루미늄 합금은 항공 우주 산업의 지속 가능성에 대한 요구 사항에 맞춰 재활용 가능성이 높습니다.

향상된 안전: 탁월한 자극의 성능은 비행 안전을 직접 향상시켜 가장 높은 가치를 나타냅니다.

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